大多數橡膠產品都著色為黑色、灰色或是白色。這些都是非彩色顏色。此外,還有彩色顏色包括如紅色、藍色、黃色、綠色、棕色、粉紅色等彩色。橡膠產品不僅可以通過各色顏料混合物來進行著色,也可以使用一些非主流色的特定顏料如橘紅色、綠色和粉紅色來進行著色。本文將主要討論色素顏料及其匹配技術。
色彩
關于顏料色素的選擇問題,選用何種恰當合適的色彩顏料取決于先前描述過的加工要求和產品的最終用途,其中后者更為重要。必須考慮下列因素:
抗褪色能力(由陽光,受熱或天然時效等因素所引起);抗滲色性;以及對基本膠料的老化特性的有害影響(避免含銅或錳的色彩)。另外,因為有色橡膠產品必須參與市場競爭,為降低硫化橡膠產品的每磅色彩成本,就需要精挑細選出最經濟的色素,以達到所需要的結果。有兩種顏料色素可選 — 無機顏料和有機顏料。
無機顏料
氧化鐵類、鉛顏料(比如鉻黃)、群青藍、氧化鉻和鎘類顏料都是通常使用的種類。氧化鐵類包括紅色、黃色、棕色和褐色,它們都會產生暗色光。建議使用合成氧化鐵。它們都可作為具比重大的相當不錯的粉末。在選擇氧化鐵時必須注意,因為有些等級的氧化鐵含有雜質,如銅 — 會加速硫化橡膠產品的老化。
群青藍顏料可產生從帶綠光到帶紅光的一系列藍色。這些色素具有優越的熱穩定性和耐光性。但并不耐酸,因酸會限制它們的許多室外應用以及任何含有果汁等的室內應用。群青藍在橡膠中的最大用途就是給白色橡膠化合物調色,就如同清洗白色汗衫會用到發藍處理一樣。使用群青藍會產生完全色光,就可能會形成亮色。
氧化鉻綠能提供一種藍青色光,這種顏色具有良好的耐熱能力和耐光牢度。它的比重很大。
鉛顏料包括眾多鉻酸鹽黃顏料和鉬酸鹽橙顏料。它們都能形成具良好耐熱能力和耐光牢度的明亮色彩,但它們是含鉛化合物,且其中的粉塵能閃爍并燃燒。
在使用硫磺硫化的化合物中,任何濕氣都可能引起硫化鉛斑點。現在大多數情況下已被有機顏料所取代。
鎘類顏料只是用于對牢度特性有特定要求的專業應用中。這種顏料通常被作為改良色散和手感的基礎。但它們比重大且價值昂貴,而且鎘也是一種重金屬,橡膠化合物應避免使用這種材料。
所有的無機顏料的著色能力都較弱。它們的使用量通常是化合物重量的2%到5%。正常情況下,無機物比有機物更容易色散且粉塵較少,這都是因為它們的粒徑更大且比重更大的緣故。盡管如此,所有顏色涂料還是有粉塵,生產前必須要注意預防。
有機顏料
使用有機顏料是因為它們可形成亮麗吸引人的顏色的色光,可以通過選擇合適的顏料或混合顏料即可達到對某些特定橡膠產品的技術要求。
從美學的角度看,同無機顏料可形成暗色相反的是,使用有機顏料可產生明亮色彩。這個原因帶動了在橡膠復合物中大量使用有機顏料。但大多數有機顏料所產生的抗熱性,耐光性和滲色等特性都不如無機顏料。實際上,它們的優越之處就在于生成產品更加漂亮的外觀。
有機顏料的單位成本比無機顏料貴重得多,但它們也更有效果。盡管如此,使用有機顏料自然很花費用。附表以化學種類和色彩指數值的方式列舉了橡膠化合物中通常使用的有機顏料的種類。這些數據顯示了包括熱穩定性、光穩定性、耐皂性和直接水蒸氣硫化能力等主要技術特性。
有機紅色顏料
紅色可能是最受歡迎的顏色。因為紅色有機顏料的化學特性,它也可能是最麻煩的顏色。在為橡膠產品著色時,通常使用的有機顏料有8種(見表)。它們分別是:永久紅2b;吡唑啉酮紅;硫紅;喹丫啶酮紅;萘酚紅;立索爾寶紅;淀紅c和立索爾大紅。
永久紅2b是使用最廣泛的一種,它包括鋇鹽和鈣鹽。鋇鹽可形成橙色紅,而鈣鹽可形成微粒藍色紅光。兩種鹽的混合可形成多種色光,它們都是很深的亮色且具有相當不錯的耐色滲能力。它們的熱穩定性和光穩定性也很不錯,實際上,在176℃溫度以上的時候,它們開始褪色。
吡唑啉酮紅可形成一種介于鋇鹽和鈣鹽的2種色光之間的色光。吡唑啉酮紅的不同類型會形成不同的色光,但這些色光之間又無明顯差異。吡唑啉酮紅明亮、干凈、透明,是一種純粹的有機顏料而不是鹽。它們的熱穩定性和光穩定性與2b紅大致相當。吡唑啉酮紅這種有機顏料可用于與食物有接觸的橡膠產品。這在federal register的177.2600節,標題21的第一章中“可重復使用的橡膠產品”中有所記述。它比2b紅要貴重許多,但在對色光有特定要求,需要更好的抗滲色性或醫療用途中使用它則是有必要的。
技術上而言,硫紅是一種性能優越,價格昂貴的顏料。多用于混合顏料中,只是為了求得特殊色光時才使用它。
喹丫啶酮紅的技術特性相當優越。實際上,它們的價格大致是每磅20美元以上。此種顏料可用于與食物產生接觸的橡膠產品。這在federal register的1772600節,標題21的第一章中“可重復使用的橡膠產品”中有所記述。
色酚紅的不同鹽可形成橙色紅、藍色紅等不同色光。和永久紅2b類似,它是一種昂貴的顏料。
立索爾寶紅、金光紅c和立索爾大紅都是較低成本的顏料。過去曾大量使用這3種顏料。實際上,它們的技術特性相對較差,隨著人們越來越強調注重橡膠產品的質量和使用壽命,這3種顏料用得越來越少了。
生產擠壓式、模制及壓延式有色橡膠產品的生產商們首選用橡膠色彩母體混合料的形式。多數情況下,這些母體混合料在一個高分子粘合劑中以近似50%的色彩顏料用量下產生。它們的用量大致上是化合物總重量的1%到3%。吡唑啉酮紅和永久紅2b顏料很難分散,因此強力推薦使用這兩種顏料的橡膠彩色母體混合料。
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